UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA SUDU DUA … · 2019. 11. 27. · dihasilkan terowongan angin...

i

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA SUDU DUA

TINGKAT DENGAN SUDUT KEMIRINGAN PELAT PENGARAH

ANGIN 40º, 45º, DAN 50º

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Disusun oleh :

ARYA PRADITYA

NIM : 155214048

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

TWO-BLADES TWO-LEVELS SAVONIUS WINDMILL

PERFORMANCE WITH STEERING PLATES AND ANGLES 40º,

45º, 50º

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement to obtain the Sarjana

Teknik degree in Mechanical engineering

Presented by :

ARYA PRADITYA

NIM : 155214048

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2019


iii


iv


v


vi


vii

ABSTRAK

Kegiatan dibidang energi yang semakin lama semakin meningkat

disatu pihak menuntut ditingkatkannya jumlah tenaga ahli dalam bidang

konversi energi dan energi terbarukan. Berbagai upaya pencarian sumber

energi baru dilakukan oleh para peneliti diberbagai negara untuk

mendapatkan energi alternatif. Salah satu energi alternatif tersebut adalah

energi angin. Dengan memanfaatkan energi angin yang tersedia di

Indonesia, kincir angin Savonius sangat cocok diterapkan di Indonesia.

Maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui koefisien daya

puncak dari model-model kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat

dengan variasi pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut

40°,45°,50° dan tanpa pelat pengarah angin kemudian menentukan model-

model kincir angin Savonius yang memiliki koefisien daya puncak tertinggi.

Model kincir angin yang diteliti adalah Savonius dua sudu dua

tingkat, berdiameter 64 cm dan tinggi 86 cm dengan pelat pengarah

berjumlah 9 dan 12 buah dengan lebar 13 cm dan tinggi 90 cm. Kecepatan

angin yang digunakan adalah kecepatan angin rata-rata 6m/s yang

dihasilkan terowongan angin yang ada di Laboratorium Konversi Energi

Teknik Mesin Universits Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian kincir

angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan tambahan 12 dan 9 pelat

pengarah angin bersudut 40°,45°,50° dan tanpa pelat pengarah akan dicari

unjuk kerja kincir angin terbaik.

Berdasarkan data dan analisa pengolahan data diperoleh karakteristik

dari beberapa jenis kincir yang diteliti. Diketahui bahwa koefisien daya, Cp

kincir angin Savonius tertinggi sebesar 1,67 % dengan TSR 0,35 terjadi

pada hasil penelitian kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan

tambahan 9 pelat pengarah bersudut 45°.


viii

ABSTRACT

The activities in the field of energy is now progressively increasing.

In the other side, it is demanded to increase the number of experts of

conversion energy and renewable energy. Various efforts to find new energy

sources conducted by researchers in the various countries. It is intended to

get the alternative energies. Of the several alternatives, one of them is wind

energy. By utilizing wind energy that available in Indonesia, Savonius

Windmills are very well implemented in Indonesia. Therefore, the aim of

this study is to find out the peak power coefficient of Savonius Windmill

models with two-blades and two-level. This variation has 12 and 9 wind

steering plates, at 40o, 45

o, 50

o angles, and without wind steering plates.

Finally, this study is purposed to specify the Savonius Windmill models

which have the highest coefficient peak power.

The windmill model that studied was Savonius two blades and two

levels, by diameter of 64 cm and 86 cm height, 9 and 12 wind steering

plates with 13 cm width and 90 cm hight. Wind velocity that generated by

wind tunnel in Energy Conversion Laboratory of Mechanincal Engineering

of Sanata Dharma University Yogyakarta is about 6 m/s. The research that

focused on Savonius Windmill models with two-blades and two-level, with

12 and 9 wind steering plates, at 40o, 45

o, 50

o angles, and without wind

steering plates, will look for the best performance of windmills.

The data and data anlysis process was obtained the characteristics of

several types of windmills. It is noted that the highest coefficient power (Cp)

of Savonius Windmills is 1.67% with tip speed ratio (TSR) of 0.35. This

result was obtained from Savonius Windmill research with two-blades and

two-levels, in addition 9 steering plates by 45o angle.


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur senantiasa penulis panjatkan keapada Tuhan Yang Maha Esa,

atas segala berkat dan karunia-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat

terlaksana dengan lancar serta penulis dapat menyelesaikan naskah tugas

akhir yang berjudul “UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS

DUA SUDU DUA TINGKAT DENGAN SUDUT KEMIRINGAN

PELAT PENGARAH ANGIN 40º, 45º, DAN 50º”. Tugas akhir ini

disusun sebagai syarat kelulusan pada program Studi Teknik Mesin Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bimbingan dan bantuan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin

mengucapkan terimakasih kepada :

1. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si, M.Math.Sc., Ph.D selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi

Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

3. Bapak, Ir. Rines, S.T., M.T selaku dosen pembimbing yang telah banyak

membantu dan memberikan bimbingan dalam proses pengerjaan tugas

akhir ini.

4. Bapak Doddy Purwadianto, M.T., Selaku dosen pembimbing akademik

yang telah memberikan dukungan selama proses pengerjaan tugas akhir

ini.

5. Seluruh dosen dan laboran Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma, yang telah memberikan pengetahuan selama

kuliah.

6. Keluarga tercinta IG. Samsu Toto Triyono, Katarina Titik Hendari dan

Alek Prasetyo yang telah memberikan doa dan dukungan yang diberikan

baik secara moral maupun material yang tak ternilai harganya.

7. Teman dan sahabat : Albertus Sigit A, Robertus Landung Prasetyo Jati,

Juliato Thomas Geraldo, Michael Aji, Bayu Mohamad Rizal, Billy


x

Tyasto Anugrah Dewanto, Natan Andang P, dan teman-teman angkatan

2015 Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma atas bantuan dan

kebersamaan kita selama ini.

8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu secara langsung

maupun tidak langsung yang telah memberikan dukungan. Tugas akhir

ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik sangat

diharapkan guna penyempurnaan. Semoga naskah tugas akhir ini dapat

bermanfaat sebagaimana mestinya untuk semua pihak.


xi

DAFTAR SIMBOL

Simbul Keterangan

A Luas penampang (m2)

Cp Koefisien daya (%)

d Diameter kincir (m)

Ek Energi kinetik (joule)

F Gaya pengimbang (N)

m Massa (kg)

ṁ Massa udara yang mengalir per satuan waktu (kg/s)

N Kecepatan putar kincir (rpm)

Pin Daya angin (watt)

Pout Daya kincir (watt)

L Panjang lengan torsi (m)

R Jari-jari

T Torsi (N.m)

tsr Tip speed ratio

V Kecepatan angin(m/s)

ρ Massa jenis udara (kg/m3)

ω Kecepatan sudu (rda/s)

h Tinggi kincir (m)


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

TITLE PAGE ................................................................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii

HALAMAN PERSETUJUAN....................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR........................................... v

LEMBAR PUBLIKASI ................................................................................. vi

ABSTRAK ...................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR .................................................................................... ix

DAFTAR SIMBOL ........................................................................................ xi

DAFTAR ISI ................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL........................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1

1.2 Identifikasi Masalah ................................................................................... 1

1.3 Rumusan Masalah ...................................................................................... 1

1.4 Batasan Masalah......................................................................................... 2

1.5 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 2

1.6 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Energi Angin .............................................................................................. 4

2.2 Kincir Angin............................................................................................... 4

2.2.1 Kincir Angin Horisontal .................................................................. 5

2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal ............................................................ 5

2.3 Kincir Angin Savonius ............................................................................... 6

2.3.1 Prinip Kerja Kincir Angin ................................................................ 6

2.4 Perhitungan Pada Kincir ............................................................................ 7

2.4.1 Daya Angin ...................................................................................... 7


xiii

2.4.2 Torsi Kincir Angin ........................................................................... 8

2.4.3 Daya Kincir Angin ........................................................................... 8

2.4.4 Tip Speed Ratio ................................................................................ 9

2.4.5 Koefisien Daya ................................................................................. 10

2.5 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 10

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Objek Penelitian ......................................................................................... 11

3.2 Metode Penelitian....................................................................................... 11

3.2.1 Pengumpulan Data ........................................................................... 11

3.2.2 Analisa Data ..................................................................................... 12

3.3 Proses Pembuatan Kincir, Pengambilan Data dan Penelitian .................... 13

3.4 Variabel Penelitian dan Pengambilan Data ................................................ 18

3.5 Langkah Pengolahan Data.......................................................................... 19

BAB IV DATA PENELITIAN

4.1 Data Penelitian ........................................................................................... 20

4.2 Hasil Penelitian dan Perhitungan ............................................................... 39

4.2.1 Perhitumhan Daya Angin ................................................................. 39

4.2.2 Perhitungan Daya Kincir Angin ....................................................... 40

4.2.3 Perhitungan tip speed ratio .............................................................. 40

4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya ............................................................ 41

4.3 Grafik Hasil Perhitungan............................................................................ 41

4.3 Grafik Perbandingan ................................................................................. 48

4.4 Pembahasan ................................................................................................ 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 51

5.2 Saran ........................................................................................................... 51

DAFTAR PUSTAKA


xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin tanpa

pelat pengarah angin ........................................................................................ 20

Tabel 4.2 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12

pelat pengarah bersudut 40º ............................................................................. 22












xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kincir angin poros horisontal ....................................................... 5

Gambar 2.2 Kincir angin poros vertikal ........................................................... 6

Gambar 2.3 Kerja kincir angin ......................................................................... 7

Gambar 2.4 Diagram Cp vs TSR ...................................................................... 8

Gambar 3.1 Diagram alir langkah kerja penelitian .......................................... 12

Gambar 3.2 Konstruksi kincir angin dua sudu dua tingkat dengan variasi

pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40º, 45º, dan 50º .............. 13

Gambar 3.3 Sudu kincir angin ......................................................................... 13

Gambar 3.4 Pelat pengarah angin .................................................................... 14

Gambar 3.5 Batang penyangga kincir angin atau poros .................................. 14

Gambar 3.6 Sistem pembebanan ...................................................................... 15

Gambar 3.7 Papan penyanggah pelat pengarah ............................................... 15

Gambar 3.8 Blower .......................................................................................... 16

Gambar 3.9 Takometer..................................................................................... 16

Gambar 3.10 Anemometer ............................................................................... 17

Gambar 3.11 Neraca pegas .............................................................................. 17

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah

12 pelat pengarah bersudut 40º ........................................................................ 41






9 pelat pengarah bersudut 40º .......................................................................... 43






xvi

Gambar 4.7 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi tanpa pelat

pengarah angin ................................................................................................. 44

Gambar 4.8 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio

pada jumlah 12 pelat pengarah angin bersudut 40º .......................................... 45






pada jumlah 9 pelat pengarah angin bersudut 40º ............................................ 46






tanpa pelat pengarah angin ............................................................................... 48

Gambar 4.15 Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) untuk

variasi yang digunakan ..................................................................................... 48

Gambar 4.16 Grafik hubungan antara koefisien daya ) dengan tip speed

rasio (TSR) untuk variasi yang digunakan ....................................................... 49


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring perkembangan jaman dan teknologi yang sangat pesat, sumber

energi sangat berperan penting dalam kehidupan manusia, maka kegiatan di

bidang energi semakin lama semakin meningkat. Berbagai upaya pencarian

sumber energi baru telah dilakukan oleh para peneliti di berbagai negara untuk

mendapatkan energi alternatif. Salah satu energi alternatif tersebut ialah energi

angin yang telah dimanfaatkan sejak 5000 tahun yang lalu oleh bangsa Mesir

kuno sebagai penggerak perahu-perahu layar untuk menyusuri sungai Nil.

Di Indonesia mempunyai potensi yang cukup tinggi dalam penggunaan

energi angin yang memiliki kecepatan angin rata-rata 5,5 meter per detik dan

bahkan di beberapa lokasi kecepatan angin diatas 6 meter per detik. Energi angin

dapat dimanfaatkan dengan menggunakan kincir angin. Kincir angin akan

mengubah energi kinetik menjadi energi mekanik yang kemudian dapat

dikonversikan menjadi energi listrik. Dalam penelitian ini, kincir angin yang

digunakan adalah kincir angin Savonius. Oleh sebab itu penelitian ini dilakukan

untuk tujuan mendapatkan karakteristik sebuah model kincir angin Savonius yang

dilengkapi dengan pelat-pelat pengarah angin.

1.2 Identifikasi Masalah

Dalam latar belakang telah dijelaskan bahwa kincir angin Savonius

dilengkapi dengan pelat-pelat pengarah angin. Pelat pengarah angin digunakan

untuk mengarahkan lebih banyak angin ke arah sudu kincir angin Savonius.

Penelitian ini bertujuan untuk mencari jumlah pelat dan sudut pelat pengarah

angin terbaik.

1.3 Rumusan Masalah

Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini

adalah sebagai berikut :


2

1. Bagaimana pengaruh kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan

sudut kemiringan pelat pengarah angin 40º, 45º, 50º, dan tanpa pelat

pengarah.

2. Model kincir angin manakah diantara penambahan pelat pengarah angin

dengan tanpa pengarah angin yang memiliki unjuk kerja terbaik.

1.4 Batasan Masalah

Agar topik tidak meluas penulis membatasi penelitian. Batasan-batasan

masalah yang diterapkan dalam penelitian ini adalah:

1. Turbin angin yang digunakan jenis Savonius tipe Savonius

2. Jumlah sudu yang digunakan adalah 2 sudu dan 2 tingkat

3. Diameter kincir 64 cm dan tinggi 86 cm.

4. Bahan yang digunakan tripleks dengan tebal 0,8 cm dan seng galvalum tebal

0,004 cm.

5. Variasi yang digunakan adalah penelitian pelat pengarah angin berjumlah 12

dan 9 dengan sudut pelat 40º, 45º, dan 50º

6. Beban menggunakan sistem pengereman.

7. Penelitian dilakukan dengan mengoperasikan blower di Laboratorium

Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

1.5 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui koefisien daya puncak pada model kincir angin Savonius dua

sudu dua tingkat dengan tambahan 12 pelat pengarah angin bersudut 40º,

45º, dan 50º.


sudu dua tingkat dengan tambahan 9 pelat pengarah angin bersudut 40º, 45º,

dan 50º.


sudu dua tingkat tanpa pelat pengarah.

4. Menentukan model kincir angin Savonius yang memiliki koefisien daya

puncak tertinggi


3

1.6 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian adalah:

1. Dapat dikembangkan untuk membuat Pembangkit Listrik Tenaga Angin

sekala kecil, sehingga dapat membantu masyarakat khususnya di daerah

yang belum mendapatkan listrik PLN.

2. Memberi pengembangan teknologi terhadap energi alternatif terutama

energi angin.


4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Energi Angin

Energi angin didapatkan dari alam dan sangat bermanfaat bagi kehidupan

manusia. Energi kinetik yang terdapat pada angin dapat diubah menjadi energi

mekanik untuk memutar peralatan seperti pompa piston, penggilingan, dan lain-

lain. Itu berarti banyak kegiatan manusia yang sangat bergantung pada kekuatan

energi angin.

Energi mekanik selanjutnya berguna untuk memutar generator yang dapat

menghasilkan listrik. Kedua proses pengubahan ini disebut konversi energi angin

sedangkan sistem atau alat yang melakukannya disebut SKEA (Sistem Konversi

Energi Angin). Selanjutnya, untuk menghasilkan listrik disebut SKEA listrik atau

lebih dikenal sebagai turbin angin dan untuk mekanik disebut SKEA mekanik

atau kincir angin.

Sekarang ini, energi angin lebih umum dimanfaatkan dalam bentuk energi

listrik. Pemanfaatan energi angin secara langsung di bidang pertanian, peternakan,

dan untuk memutar peralatan seperti alat penggilingan sudah mulai jarang

dilakukan.

2.2 Kincir Angin

Kincir angin adalah sebuah alat yang didesain sehingga mampu

memanfaatkan energi angin kemudian mengubah kekuatan angin tersebut menjadi

energi mekanik. Kincir angin banyak ditemukan di Belanda dan Denmark yang

pada waktu itu banyak digunakan untuk irigasi, menyimpan hasil panen, dan

penggilingan gandum.

Berdasarkan posisi poros, kincir angin dapat dibedakan menjadi dua

kelompok utama, yaitu kincir angin poros horisontal dan kincir angin poros

vertikal

2.2.1 Kincir Angin Horisontal

Kincir angin poros horisontal atau Horizontal Axis Wind Turbin (HAWT)

adalah kincir angin yang banyak digunakan saat ini. Kincir angin poros horizontal


5

adalah kincir angin yang memiliki poros rotasi yang horisontal, atau dengan kata

lain sejajar dengan arah tiupan angin. Jenis poros harisontal/datar ini bisa berupa

turbin angin maupun kincir angin dengan sudu yang terbuat dengan profil pelat

lengkung, layer, atau pun propeller. Kincir ini terdiri dari sebuah menara dan

kincir yang berada pada puncak menara tersebut. Poros kincir dapat berputar 360°

terhadap sumbu vertikal untuk menyesuaikan arah angin. Kincir angin sumbu

horizontal ini ditunjukan dalam Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Kincir Angin Poros Horisontal

(Sumber: www.indoenergi.com/2012/07/jenis-jenis-turbin-angin.html)

2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal

Kincir angin jenis kedua yaitu kincir angin poros vertikal atau Vertical Axis

Wind Turbin (VAWT) pada dasarnya cara kerja komponen-komponen turbin

angin bersumbu vertikal dan horisontal adalah sama, letak perbedaan utamanya

adalah pada turbin angin bersumbu vertikal, rotor berputar pada sumbu vertikal.

Pada Gambar 2.2 ditunjukan contoh desain kincir angin bersumbu vertikal.


6

Gambar 2.2 Kincir Angin Poros Vertikal

(Sumber: http://www.satuenergi.com/2015/10/jenis-jenis-turbin-angin-serta.html)

2.3 Kincir Angin Savonius

Kincir angin Savonius ditawarkan oleh Insinyur Finlandia S.J. Savonius,

tahun 1922 yang memiliki dua atau tiga sudu berbentuk belahan silinder (scoops)

yang dipasang mengitari poros yang berrotasi, secara aerodinamika digolongkan

sebagai drag driven devices. Kincir angin ini mampu mengawali putaran dengan

sendirinya pada kecepatan angin rendah (< 2 m/s) dan efisiensi-nya relatif rendah

tetapi torsinya cukup tinggi. Kincir angin ini mempunyai beberapa kelebihan

diantaranya:

1. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.

2. Tidak berubah posisinya jika arah angin berubah.

3. Memiliki torsi yang besar pada putaran rendah.

2.3.1 Prinsip Kerja Kincir Angin

Prinsip kerja Kincir Angin adalah mengkonversikan energi angin menjadi

energi mekanis dalam bentuk gaya dorong (drag force) dan gaya angkat (lift

force). Kerja kincir angin ditunjukan pada Gambar 2.3


http://www.satuenergi.com/2015/10/jenis-jenis-turbin-angin-serta.html

7

Gambar 2.3 Kerja Kincir angin

Gaya dorong adalah gaya yang sejajar dengan arah gerakan arah angin

untuk kincir angin Savonius. Gaya angkat adalah gaya yang tegak lurus terhadap

gerakan arah angin untuk kincir angin horisontal.

2.4 Perhitungan Pada Kincir

2.4.1 Daya Angin

Energi yang terdapat pada angin adalah energi kinetik, sehingga secara

umum disampaikan pada Persamaan (1):

Ek=1/2 mv2 (1)

dengan Ek adalah energi kinetik (J), m adalah massa udara (kg), dan v adalah

kecepatan angin (m/s).

Daya merupakan energi per satuan waktu, maka dari persamaan di atas

dapat dituliskan pada Persamaan (2):

Pin = 1/2 ṁv2 (2)

dengan Pin adalah daya yang dihasilkan angin J/s atau watt, ṁ adalah massa

udara yang mengalir per satuan waktu, (kg/detik), v adalah kecepatan angin

(m/detik).

Massa udara yang mengalir persatuan waktu adalah

ṁ= ρAv (3)

dengan ρ adalah massa jenis udara (1,18 kg/ m3 ) pada suhu sekitar 28°C, A adalah

luas penampang yang terkena angin (m2).

Dengan menggunakan persamaan (3), maka daya angin (Pin) dapat dirumuskan


8

menjadi:

Pin =1/2 (ρAv) v2

di sederhanakan menjadi:

Pin =1/2 ρAv3 (4)

2.4.2 Torsi Kincir Angin

Torsi adalah gaya yang bekerja pada poros yang dihasilkan oleh gaya

dorong pada sumbu kincir, dimana gaya dorong ini memiliki jarak terhadap

sumbu poros yang berputar. Persamaannya:

T = F.I (5)

dengan T adalah torsi dinamis yang dihasilkan dari putaran poros (Nm), F adalah

gaya pada poros akibat puntiran (N), dan I adalah jarak lengan torsi ke poros (m).

2.4.3 Daya Kincir Angin

Daya kincir angin adalah daya yang dihasilkan oleh poros kincir akibat daya

angin yang melintasi sudu-sudu kincir. Pada tahun 1919 seorang fisikawan

Jerman, Albert Betz, menyimpulkan bahwa tidak akan pernah ada turbin angin

yang dapat mengkonversi energi kinetik angin ke dalam bentuk energi yang

menggerakkan rotor (kinetik) lebih dari 16/27 (59,3%). Dan hingga hari ini hal

tersebut dikenal dengan Betz Limit atau Hukum Betz. Batasan ini tidak ada

hubungannya dengan ketidak efisienan pada generator, tapi lebih kepada bentuk

turbin angin itu sendiri, Gambar karakteristik dari beberapa tipe kincir angin

ditunjukan dalam Gambar 2.4

Gambar 2.4 Diagram Cp vs tsr


9

Umumnya perhitungan daya gerak melingkar dapat dituliskan dengan persamaan:

P = T.ω (6)

dengan T adalah torsi dinamis (Nm), ω adalah kecepatan sudut (rad/s)

kecepatan sudut (ω) didapat dari :

ω = n.rpm

ω =

ω =

dengan demikian daya yang dihasilkan oleh kincir dinyatakan dengan persamaan:

Pout = T ω

Pout =T

(7)

dengan Pout adalah daya yang dihasilkan kincir angin (watt), n adalah putaran

poros (rpm).

2.4.4 Tip speed ratio (TSR)

Tip speed ratio (TSR) adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu

kincir angin yang berputar dengan kecepatan angin.

Rumus kecepatan diujung sudu (Vt) adalah:

Vt = ω r

dengan Vt adalah kecepatan ujung sudu, adalah kecepatan sudut (rad/detik), dan r

adalah jari-jari kincir (m).

sehingga TSR nya dapat dirumuskan dengan:

tsr =

(8)

dengan r adalah jari-jari kincir angin (m), n adalah kecepatan putaran kincir

dengan satuan (rpm), v adalah kecepatan angin (m/s).


10

2.4.5 Koefisien Daya (Cp)

Koefisien daya (Cp) adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh

kincir (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin (Pin), sehingga dapat

dirumuskan:

Cp =

(9)

dengan Cp adalah koefisien daya (%). Pout adalah daya yang dihasilkan oleh

kincir (watt), Pin adalah daya yang dihasilkan oleh angin (watt).

2.5 Tinjauan Pustaka

Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan, faktor-faktor yang

mempengaruhi unjuk kerja dari kincir angin Savonius dengan tambahan pelat

pengarah angin diantaranya pengaruh jumlah pelat pengarah angin dan sudut pelat

pengarah angin. Penelitian–penenlitan yang telah dilakukan oleh peneliti lain

dengan menerapkan pelat pengarah angin ke kincir angin Savonius diantaranya :

Pada tahun 2011 telah dilakukan penelitian oleh Endro Pramulat Sito dengan

judul “Unjuk kerja model kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan

sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir”, melakukan penelitian terhadap

karakteristik kincir angin Savonius dengan variasi penambahan 8 pelat pengarah

bersudut 30º, dan 45º, pada tahun 2012 telah dilakukan penelitian oleh Suryo

Prasetyo dengan judul “Unjuk kerja kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat

dengan sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir”, melakukan penelitian

terhadap kincir angin Savonius empat sudu dengan menerapkan variasi 8 pelat

pengarah angin bersudut 30º, dan 45 º, dan pada tahun 2012 oleh peneliti yang

bernama Natalis Riya dengan judul “Unjuk kerja model kincir angin Savonius tiga

sudu dengan sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir”, melakukan

penelitian terhadap kincir angin Savonius tiga sudu dengan tambahan 8 pelat

pengarah angin bersudut 30º, dan 45 º.


11

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Objek Penelitian

Penelitian ini membahas mengenai unjuk kerja kincir angin Savonius dua

sudu dua tingkat dengan variasi pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 yang

bersudut 40°, 45°, 50° dan tanpa pelat pengarah yang dilakukan di Laboratorium

Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3.2 Metode Penelitian

Dalam metode penelitian data ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu

pengumpulan data dan analisa data.

3.2.1 Pengumpulan Data

Penelitian ini menggunakan metode sampling. Sampelnya didapatkan dari

hasil penelitian kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi pelat

pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40°, 45°, 50° dan tanpa pelat

pengarah angin. Penelitian ini tidak menggunakan metode populasi karena tidak

meneliti semua tipe kincir vertikal yang ada. Penelitian ini mencari unjuk kerja

terbaik kincir angin Savonius dengan variasi pelat pengarah angin berjumlah 12

dan 9 bersudut 40°, 45°, 50° dan tanpa pelat pengarah angin untuk mengetahui

koefisien daya tertinggi. Hasil penelitian didapatkan dari hasil proses pembuatan

kincir dan pengujian di Laboratorium Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.


12

3.2.1 Analisa Data

Langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian ini disajikan dalam diagram

alir penelitian seperti yang ditunjukan dalam Gambar 3.1

Gambar 3.1 Diagram Alir Langkah Kerja Penelitian

Mulai

Perancangan Kincir Angin

Savonius

Pembuatan Kincir Angin Savonius Dengan Variasi Pelat

Pengarah Angin berjumlah 12 Dan 9 Bersudut 40°,45°,dan 50°

Persiapan uji coba dengan penyetelan kecepatan

angin rata-rata 6 m/s dan pengukuran suhu ruangan

Pengambilan data n dan F pada kincir angin

Savonius tanpa pelat pengarah

Pengolahan data Pin, Pout, Cp, dan TSR

Pembahasan dan pembuatan laporan

Selesai

Uji Coba

Pengambilan data n dan F pada kincir angin Savonius

12 pelat pengarah bersudut 40°,45°, dan 50°

Pengambilan data n dan F pada kincir angin

Savonius 9 pelat pengarah bersudut 40°,45°, dan 50°

Salah

Benar


13

3.3 Proses Pembuatan Kincir, Pengambilan Data, dan Penelitian

Proses pembuatan kincir, pengambilan data, dan penelitian dimulai pada

semester genap Tahun Ajaran 2019/2020 di Laboratorium Konversi Energi

Jurusan Teknik Mesin Sanata Dharma Yogyakarta. Model kincir angin dua sudu

dua tingkat dengan variasi pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40°,

45°, dan 50° dapat dilihat pada Gambar 3.2

Gambar 3.2 Konstruksi kincir angin dua sudu dua tingkat dengan variasi pelat

pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40°, 45°, dan 50°.

Kincir angin Savonius pada konstruksi diatas terdiri dari beberapa bagian yaitu:

1. Sudu

Sudu kincir angin terbuat dari seng dengan tebal 0,4 mm yang digunakan

untuk menangkap angin yang melintasi kincir. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

pada Gambar 3.3

Gambar 3.3 Sudu Kincir Angin


14

2. Pelat Pengarah Angin

Pelat pengarah berfungsi sebagai penangkap dan mengarahkan angin

menuju sudu utama. Pelat ini terbuat dari triplek dengan panjang 90 cm, lebar 13

cm dan tebal 0,9 cm. Pada sisi bagian atas dan bawah dipasangkan penyanggah

pelat pengarah angin berbentuk lingkaran berdiameter 90 cm yang terbuat dari

triplek dengan cara di baut bagian atas dan bawah pada pelat pengarah angin agar

pelat pengarah angin dapat berdiri untuk mengarahkan angin ke sudu. Untuk lebih

jelasnya terdapat pada Gambar 3.4

Gambar 3.4 Pelat Pengarah Angin

3. Batang Penyanggah Kincir Angin Atau Poros

Penyangga kincir atau poros terbuat dari pipa besi berdiameter 2,45 cm

dengan panjang 120 cm dan tiap ujungnya di satukan dengan pipa alumunium

berdiamer 3 cm dengan panjang 3 cm untuk dudukan pada laker. Poros ini

berfungsi untuk mentransmisikan putaran kincir menuju alat pembebanan. Poros

dapat dilihat pada Gambar 3.5

Gambar 3.5 Batang Penyangga Kincir Atau Poros


15

4. Sistem Pembebanan atau Rem

Sistem pembebanan yang dipakai adalah sistem pengereman mekanis. Cara

kerja sistem ini yaitu dengan menjepit pelat yang berputar yang terhubung dengan

poros kincir angin kemudian dihimpit 2 buah batang kayu yang dilapisi karet

kemudian untuk kekuatan menjepitnya menggunakan karet gelang sebagai

pengereman, jadi semakin banyak karet gelang yang digunakan maka pengereman

semakin besar. Kemudian dari pengereman tersebut menghasilkan gaya yang

menyebabkan alat pengereman berputar sehingga putaran tersebut dihubungkan

dengan neraca pegas menggunakan tali sehingga beban dapat di baca pada neraca

pegas. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.6

Gambar 3.6 Sistem Pembebanan

5. Papan Penyanggah Pelat Pengarah

Papan penyanggah pelat pengarah terbuat dari papan triplek dengan tebal

0.8 mm berdiameter luar 90 cm dan diameter dalam 68 cm. Permukaan bagian

atas terdapat lubang baut untuk memasang pelat pengarah angin dengan sudut (ɑ)

40˚,45˚,dan 50˚ seperti ditunjukan pada Gambar 3.7

Gambar 3.7 Papan Penyanggah Pelat Pengarah


16

6. Blower

Blower adalah mesin atau alat yang digunakan untuk menaikkan atau

memperbesar tekanan udara atau gas yang akan dialirkan dalam suatu ruangan

tertentu. Blower digerakan oleh motor listrik berdaya 5,5 KW, untuk transmisi

blower sendiri menggunakan sabuk dan puli, seperti ditunjukan pada Gambar 3.8

Gambar 3.8 Blower

7. Takometer

Jenis takometer yang digunakan adalah digital light tachometer, prinsip

kerjanya berdasarkan pantulan yang diterima sensor dari reflektor, reflektor ini

berupa alumunium foil dipasang pada poros kincir angin. Takometer ditunjukkan

pada Gambar 3.9

Gambar 3.9 Takometer


17

8. Anemometer

Anemometer diletakkan didepan terowongan angin. Alat ini terdiri dari dua

komponen utama, yaitu sensor elektrik yang diletakkan di depan terowongan

angin dan modul digital yang menerjemahkan data dari sensor yang kemudian

ditampilkan pada layar digital, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.10

Gambar 3.10 Anemometer

9. Neraca Pegas

Neraca pegas digunakan untuk mengukur gaya pengimbang torsi kincir

angin saat kincir berputar, alat ditunjukan pada Gambar 3.11

Gambar 3.11 Neraca Pegas


18

3.4 Variabel Penelitian dan Pengambilan Data

Variabel penelitian yang digunakan adalah:

1. Variasi pembebanan yaitu dari posisi kincir berputar maksimal atau tanpa

pembebanan sampai kincir berputar minimum akibat pengereman.

2. Variasi kemiringan pelat pengarah yaitu 40o, 45

o, dan 50

o.

3. Variasi jumlah pelat pengarah angin adalah 12, 9, dan tanpa pelat pengarah.

Variabel yang diambil adalah:

1. Kecepatan Angin, (v)

2. Gaya Pengimbang, (F)

3. Putaran Kincir, (n)

Pengambilan data kecepatan angin, beban, suhu dan kecepatan putar kincir

dilakukan secara bersama-sama. Hal pertama yang dilakukan adalah memasang

kincir angin pada terowongan angin lalu mengencangkan pelat pengarah dan

papan penyanggah pelat agar tidak bergerak karena hanya sudu dalam saja yang

bergerak. Selanjutnya untuk pengambilan data memerlukan proses sebagai

berikut:

1. Memasang neraca pegas serta pengaitnya pada tempat yang sudah

ditentukan.

2. Memasang tali pengait pada neraca pegas yang dihubungkan dengan sistem

pembebanan.

3. Memasang anemometer di depan blower.

4. Menyiapkan tachometer.

5. Menghidupkan blower kemudian mengatur kecepatan angin 6 m/s pada

blower dan mendiamkan beberapa saat untuk mendapat kecepatan yang

konstan sehingga pengambilan data dapat dimulai.

6. Mengatur sistem pembebanan dengan cara menghubungkan sistem

pengereman dengan neraca pegas menggunakan tali dan mengatur neraca

pegas pada posisi nol.

7. Pengambilan data pertama kali menggunakan kincir angin tanpa pelat

pengarah dengan mengambil data tanpa beban meliputi rpm, kecepatan

angin, dan suhu ruangan.


19

8. Pengambilan data selanjutnya dengan menambahkan 1 gelang karet pada

tuas pengereman dan mengambil data rpm dan beban. Kemudian tambahkan

gelang karet satu per satu sambil mengambil data disetiap penambahan

gelang karet hingga kincir angin tidak dapat berputar karna pembebanan

yang semakin besar.

9. Mengulangi langkah 4 sampai 8 untuk variasi jumlah pelat pengarah 12 dan

9 dengan sudut 40°, 45°, dan 50° disetiap jumlah pelat pengarah angin.

10. Satu variasi diambil 3 kali percobaan dalam pengambilan data sehingga

jumlah pengambilan data sebanyak 21 kali.

3.5 Langkah Pengolahan Data

Dari data yang telah didapat, maka data tersebut dapat diolah dengan

langkah-langkah sebagai berikut:

1. Dari data kecepatan angin (v) dan dengan mengetahui luasan frontal kincir

(A), maka daya angin (Pin) dapat dicari dengan Persamaan 4.

2. Data beban pegas (F) dapat digunakan untuk mencari torsi (T) dengan

Persamaan 5.

3. Data putaran poros (n) dan torsi (T) dapat digunakan untuk mencari daya

yang dihasilkan kincir (Pout) dengan Persamaan 7.

4. Dengan membandingkan kecepatan keliling diujung sudu dan kecepatan

angin, maka tip speed ratio dapat dicari dengan Persamaan 8.

5. Dari data daya kincir (Pout) dan daya angin (Pin) maka koefisien daya

dapat diketahui dengan Persamaan 9.


20

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Berikut ini adalah data-data yang diperoleh selama selama penelitian. Data

hasil percobaan ditampilkan pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, Tabel 4.3, Tabel 4.4, Tabel

4.5, Tbale 4.6, dan Tabel 4.7.

Tabel 4.1 Data percobaan dan data perhitungn kincir angin tanpa pelat

pengarah dengan kecepatan angin rata-rata 6 m/s.

No N F T A ω Pin Pout

TSR Cp

(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)

1

1 127,28 0,00 0,00 0,55 13,32 71,33 0,00 0,71 0,00

2 86,67 0,50 0,10 0,55 9,07 71,33 0,91 0,48 1,27

3 78,88 0,55 0,11 0,55 8,26 71,33 0,91 0,44 1,27

4 62,11 0,70 0,14 0,55 6,50 71,33 0,91 0,35 1,28

5 53,11 0,75 0,15 0,55 5,56 71,33 0,83 0,30 1,17

6 51,29 0,80 0,16 0,55 5,37 71,33 0,86 0,29 1,20

7 47,76 0,90 0,18 0,55 5,00 71,33 0,90 0,27 1,26

8 40,33 0,95 0,19 0,55 4,22 71,33 0,80 0,23 1,12

9 33,71 1,05 0,21 0,55 3,53 71,33 0,74 0,19 1,04

10 32,48 1,10 0,22 0,55 3,40 71,33 0,75 0,18 1,05

11 30,93 1,25 0,25 0,55 3,24 71,33 0,81 0,17 1,13

12 30,09 1,30 0,26 0,55 3,15 71,33 0,82 0,17 1,15

13 27,46 1,35 0,27 0,55 2,87 71,33 0,78 0,15 1,09

14 21,20 1,40 0,28 0,55 2,22 71,33 0,62 0,12 0,87

15 21,28 1,45 0,29 0,55 2,23 71,33 0,65 0,12 0,91

16 18,09 1,50 0,30 0,55 1,89 71,33 0,57 0,10 0,80

17 17,20 1,55 0,31 0,55 1,80 71,33 0,56 0,10 0,78

18 10,76 1,60 0,32 0,55 1,13 71,33 0,36 0,06 0,51

19 9,98 1,65 0,33 0,55 1,04 71,33 0,34 0,06 0,48

20 4,12 1,75 0,35 0,55 0,43 71,33 0,15 0,02 0,21

2

1 124,90 0,00 0,00 0,55 13,07 71,33 0,00 0,70 0,00

2 84,80 0,50 0,10 0,55 8,88 71,33 0,89 0,47 1,24

3 73,43 0,60 0,12 0,55 7,69 71,33 0,92 0,41 1,29

4 67,31 0,65 0,13 0,55 7,05 71,33 0,92 0,38 1,28

5 57,17 0,70 0,14 0,55 5,98 71,33 0,84 0,32 1,17

6 44,07 0,80 0,16 0,55 4,61 71,33 0,74 0,25 1,03


21

Tabel 4.1 Data percobaan dan data perhitungn kincir angin tanpa pelat

pengarah dengan kecepatan angin rata-rata 6 m/s.

No N F T A ω Pin Pout

TSR Cp


7 41,66 0,85 0,17 0,55 4,36 71,33 0,74 0,23 1,04

8 40,97 0,90 0,18 0,55 4,29 71,33 0,77 0,23 1,08

9 40,35 1,00 0,20 0,55 4,22 71,33 0,84 0,23 1,18

10 34,67 1,05 0,21 0,55 3,63 71,33 0,76 0,19 1,07

11 27,34 1,10 0,22 0,55 2,86 71,33 0,63 0,15 0,88

12 19,38 1,15 0,23 0,55 2,03 71,33 0,47 0,11 0,65

13 17,53 1,20 0,24 0,55 1,83 71,33 0,44 0,10 0,62

14 16,83 1,25 0,25 0,55 1,76 71,33 0,44 0,09 0,62

15 14,70 1,30 0,26 0,55 1,54 71,33 0,40 0,08 0,56

16 12,18 1,35 0,27 0,55 1,27 71,33 0,34 0,07 0,48

17 10,57 1,40 0,28 0,55 1,11 71,33 0,31 0,06 0,43

18 9,84 1,45 0,29 0,55 1,03 71,33 0,30 0,05 0,42

19 8,80 1,50 0,30 0,55 0,92 71,33 0,28 0,05 0,39

20 4,46 1,55 0,31 0,55 0,47 71,33 0,14 0,02 0,20

21 122,04 0,00 0,00 0,55 12,77 71,33 0,00 0,68 0,00

3

1 85,20 0,50 0,10 0,55 8,92 71,33 0,89 0,48 1,25

2 77,78 0,55 0,11 0,55 8,14 71,33 0,90 0,43 1,26

3 71,55 0,60 0,12 0,55 7,49 71,33 0,90 0,40 1,26

4 64,05 0,65 0,13 0,55 6,70 71,33 0,87 0,36 1,22

5 62,03 0,70 0,14 0,55 6,49 71,33 0,91 0,35 1,27

6 58,24 0,75 0,15 0,55 6,10 71,33 0,91 0,33 1,28

7 52,60 0,80 0,16 0,55 5,51 71,33 0,88 0,29 1,23

8 42,82 0,85 0,17 0,55 4,48 71,33 0,76 0,24 1,07

9 33,86 0,90 0,18 0,55 3,54 71,33 0,64 0,19 0,89

10 28,62 0,95 0,19 0,55 3,00 71,33 0,57 0,16 0,80

11 22,17 1,00 0,20 0,55 2,32 71,33 0,46 0,12 0,65

12 21,96 1,05 0,21 0,55 2,30 71,33 0,48 0,12 0,68

13 15,99 1,10 0,22 0,55 1,67 71,33 0,37 0,09 0,52

14 15,12 1,15 0,23 0,55 1,58 71,33 0,36 0,08 0,51

15 10,73 1,20 0,24 0,55 1,12 71,33 0,27 0,06 0,38

16 8,20 1,25 0,25 0,55 0,86 71,33 0,21 0,05 0,30

17 6,98 1,30 0,26 0,55 0,73 71,33 0,19 0,04 0,27

18 4,08 1,40 0,28 0,55 0,43 71,33 0,12 0,02 0,17

(Lanjutan)


22


pelat pengarah bersudut 40° dengan kecepatan angin rata-rata

6 m/s.

No

N F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


1

1 103,50 0,00 0,00 0,55 10,83 71,33 0,00 0,58 0,00

2 65,28 0,50 0,10 0,55 6,83 71,33 0,68 0,36 0,96

3 60,77 0,55 0,11 0,55 6,36 71,33 0,70 0,34 0,98

4 54,15 0,60 0,12 0,55 5,67 71,33 0,68 0,30 0,95

5 45,79 0,65 0,13 0,55 4,79 71,33 0,62 0,26 0,87

6 40,19 0,70 0,14 0,55 4,21 71,33 0,59 0,22 0,83

7 37,68 0,80 0,16 0,55 3,94 71,33 0,63 0,21 0,88

8 34,90 0,85 0,17 0,55 3,65 71,33 0,62 0,19 0,87

9 30,67 0,90 0,18 0,55 3,21 71,33 0,58 0,17 0,81

10 24,71 0,95 0,19 0,55 2,59 71,33 0,49 0,14 0,69

11 23,52 1,00 0,20 0,55 2,46 71,33 0,49 0,13 0,69

12 22,27 1,10 0,22 0,55 2,33 71,33 0,51 0,12 0,72

13 17,85 1,15 0,23 0,55 1,87 71,33 0,43 0,10 0,60

14 16,14 1,20 0,24 0,55 1,69 71,33 0,41 0,09 0,57

15 15,20 1,25 0,25 0,55 1,59 71,33 0,40 0,08 0,56

16 13,93 1,30 0,26 0,55 1,46 71,33 0,38 0,08 0,53

17 11,18 1,35 0,27 0,55 1,17 71,33 0,32 0,06 0,44

18 10,38 1,40 0,28 0,55 1,09 71,33 0,30 0,06 0,43

19 9,81 1,45 0,29 0,55 1,03 71,33 0,30 0,05 0,42

20 8,10 1,50 0,30 0,55 0,85 71,33 0,25 0,05 0,36

21 7,45 1,60 0,32 0,55 0,78 71,33 0,25 0,04 0,35

22 6,25 1,65 0,33 0,55 0,65 71,33 0,22 0,03 0,30

23 5,43 1,70 0,34 0,55 0,57 71,33 0,19 0,03 0,27

2

1 106,40 0,00 0,00 0,55 11,14 71,33 0,00 0,59 0,00

2 86,84 0,50 0,10 0,55 9,09 71,33 0,91 0,48 1,27

3 74,46 0,60 0,12 0,55 7,79 71,33 0,94 0,42 1,31

4 66,32 0,65 0,13 0,55 6,94 71,33 0,90 0,37 1,27

5 47,21 0,70 0,14 0,55 4,94 71,33 0,69 0,26 0,97

6 45,42 0,75 0,15 0,55 4,75 71,33 0,71 0,25 1,00

7 41,09 0,80 0,16 0,55 4,30 71,33 0,69 0,23 0,96

8 36,60 0,85 0,17 0,55 3,83 71,33 0,65 0,20 0,91


23



6 m/s.

No

N F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


9 31,69 0,95 0,19 0,55 3,32 71,33 0,63 0,18 0,88

10 27,60 1,00 0,20 0,55 2,89 71,33 0,58 0,15 0,81

11 24,91 1,10 0,22 0,55 2,61 71,33 0,57 0,14 0,80

12 23,34 1,15 0,23 0,55 2,44 71,33 0,56 0,13 0,79

13 20,28 1,20 0,24 0,55 2,12 71,33 0,51 0,11 0,71

14 17,07 1,25 0,25 0,55 1,79 71,33 0,45 0,10 0,63

15 16,65 1,30 0,26 0,55 1,74 71,33 0,45 0,09 0,64

16 14,39 1,35 0,27 0,55 1,51 71,33 0,41 0,08 0,57

17 11,51 1,40 0,28 0,55 1,20 71,33 0,34 0,06 0,47

18 10,96 1,45 0,29 0,55 1,15 71,33 0,33 0,06 0,47

19 10,26 1,50 0,30 0,55 1,07 71,33 0,32 0,06 0,45

20 9,81 1,55 0,31 0,55 1,03 71,33 0,32 0,05 0,45

21 9,14 1,60 0,32 0,55 0,96 71,33 0,31 0,05 0,43

22 7,20 1,65 0,33 0,55 0,75 71,33 0,25 0,04 0,35

23 5,83 1,70 0,34 0,55 0,61 71,33 0,21 0,03 0,29

3

1 99,20 0,00 0,00 0,55 10,38 71,33 0,00 0,55 0,00

2 62,06 0,50 0,10 0,55 6,50 71,33 0,65 0,35 0,91

3 57,65 0,60 0,12 0,55 6,03 71,33 0,72 0,32 1,02

4 49,35 0,65 0,13 0,55 5,17 71,33 0,67 0,28 0,94

5 48,37 0,75 0,15 0,55 5,06 71,33 0,76 0,27 1,06

6 45,15 0,80 0,16 0,55 4,73 71,33 0,76 0,25 1,06

7 40,80 0,85 0,17 0,55 4,27 71,33 0,73 0,23 1,02

8 40,01 0,90 0,18 0,55 4,19 71,33 0,75 0,22 1,06

9 31,01 1,00 0,20 0,55 3,25 71,33 0,65 0,17 0,91

10 30,91 1,05 0,21 0,55 3,24 71,33 0,68 0,17 0,95

11 25,77 1,20 0,24 0,55 2,70 71,33 0,65 0,14 0,91

12 21,52 1,25 0,25 0,55 2,25 71,33 0,56 0,12 0,79

13 19,80 1,30 0,26 0,55 2,07 71,33 0,54 0,11 0,76

14 18,84 1,35 0,27 0,55 1,97 71,33 0,53 0,11 0,75

15 17,18 1,40 0,28 0,55 1,80 71,33 0,50 0,10 0,71

16 16,11 1,45 0,29 0,55 1,69 71,33 0,49 0,09 0,69

17 14,73 1,50 0,30 0,55 1,54 71,33 0,46 0,08 0,65

(Lanjutan)


24



6 m/s.

No

N F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


18 13,18 1,55 0,31 0,55 1,38 71,33 0,43 0,07 0,60

19 11,11 1,60 0,32 0,55 1,16 71,33 0,37 0,06 0,52

20 10,00 1,65 0,33 0,55 1,05 71,33 0,35 0,06 0,48

21 9,93 1,70 0,34 0,55 1,04 71,33 0,35 0,06 0,50

22 7,18 1,75 0,35 0,55 0,75 71,33 0,26 0,04 0,37

23 5,64 1,80 0,36 0,55 0,59 71,33 0,21 0,03 0,30


pelat pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-

rata 6 m/s.

No

n F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


1

1 90,77 0,00 0,00 0,55 9,50 71,33 0,00 0,51 0,00

2 52,01 0,70 0,14 0,55 5,44 71,33 0,76 0,29 1,07

3 49,98 0,75 0,15 0,55 5,23 71,33 0,78 0,28 1,10

4 45,93 0,85 0,17 0,55 4,81 71,33 0,82 0,26 1,15

5 45,55 0,90 0,18 0,55 4,77 71,33 0,86 0,25 1,20

6 44,47 0,95 0,19 0,55 4,65 71,33 0,88 0,25 1,24

7 43,22 1,00 0,20 0,55 4,52 71,33 0,90 0,24 1,27

8 42,88 1,05 0,21 0,55 4,49 71,33 0,94 0,24 1,32

9 38,30 1,10 0,22 0,55 4,01 71,33 0,88 0,21 1,24

10 36,49 1,15 0,23 0,55 3,82 71,33 0,88 0,20 1,23

11 33,59 1,20 0,24 0,55 3,52 71,33 0,84 0,19 1,18

12 31,22 1,25 0,25 0,55 3,27 71,33 0,82 0,17 1,15

13 27,20 1,30 0,26 0,55 2,85 71,33 0,74 0,15 1,04

14 25,48 1,35 0,27 0,55 2,67 71,33 0,72 0,14 1,01

15 24,97 1,40 0,28 0,55 2,61 71,33 0,73 0,14 1,03

16 23,09 1,45 0,29 0,55 2,42 71,33 0,70 0,13 0,98

(Lanjutan)


25



rata 6 m/s.

No

n F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


17 22,70 1,50 0,30 0,55 2,38 71,33 0,71 0,13 1,00

18 16,96 1,55 0,31 0,55 1,78 71,33 0,55 0,09 0,77

19 15,62 1,60 0,32 0,55 1,63 71,33 0,52 0,09 0,73

20 14,11 1,65 0,33 0,55 1,48 71,33 0,49 0,08 0,68

21 13,05 1,70 0,34 0,55 1,37 71,33 0,46 0,07 0,65

22 11,71 1,75 0,35 0,55 1,23 71,33 0,43 0,07 0,60

23 10,92 1,80 0,36 0,55 1,14 71,33 0,41 0,06 0,58

24 9,71 1,85 0,37 0,55 1,02 71,33 0,38 0,05 0,53

25 8,67 1,90 0,38 0,55 0,91 71,33 0,34 0,05 0,48

26 5,31 2,00 0,40 0,55 0,56 71,33 0,22 0,03 0,31

2

1 91,66 0,00 0,00 0,55 9,59 71,33 0,00 0,51 0,00

2 58,69 0,50 0,10 0,55 6,14 71,33 0,61 0,33 0,86

3 52,36 0,55 0,11 0,55 5,48 71,33 0,60 0,29 0,85

4 47,97 0,60 0,12 0,55 5,02 71,33 0,60 0,27 0,84

5 49,74 0,65 0,13 0,55 5,21 71,33 0,68 0,28 0,95

6 40,37 0,70 0,14 0,55 4,23 71,33 0,59 0,23 0,83

7 36,75 0,75 0,15 0,55 3,85 71,33 0,58 0,21 0,81

8 31,07 0,80 0,16 0,55 3,25 71,33 0,52 0,17 0,73

9 29,68 0,90 0,18 0,55 3,11 71,33 0,56 0,17 0,78

10 27,44 0,95 0,19 0,55 2,87 71,33 0,55 0,15 0,77

11 24,36 1,00 0,20 0,55 2,55 71,33 0,51 0,14 0,71

12 22,34 1,05 0,21 0,55 2,34 71,33 0,49 0,12 0,69

13 21,88 1,10 0,22 0,55 2,29 71,33 0,50 0,12 0,71

14 20,11 1,15 0,23 0,55 2,10 71,33 0,48 0,11 0,68

15 19,81 1,20 0,24 0,55 2,07 71,33 0,50 0,11 0,70

16 17,52 1,25 0,25 0,55 1,83 71,33 0,46 0,10 0,64

17 16,32 1,30 0,26 0,55 1,71 71,33 0,44 0,09 0,62

18 15,59 1,35 0,27 0,55 1,63 71,33 0,44 0,09 0,62

(Lanjutan)


26



rata 6 m/s.

No

n F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


19 14,05 1,40 0,28 0,55 1,47 71,33 0,41 0,08 0,58

20 13,52 1,45 0,29 0,55 1,42 71,33 0,41 0,08 0,58

21 12,08 1,50 0,30 0,55 1,26 71,33 0,38 0,07 0,53

22 9,72 1,55 0,31 0,55 1,02 71,33 0,32 0,05 0,44

23 8,72 1,60 0,32 0,55 0,91 71,33 0,29 0,05 0,41

24 7,32 1,65 0,33 0,55 0,77 71,33 0,25 0,04 0,35

25 6,79 1,70 0,34 0,55 0,71 71,33 0,24 0,04 0,34

26 5,29 1,75 0,35 0,55 0,55 71,33 0,19 0,03 0,27

3

1 91,87 0,00 0,00 0,55 9,62 71,33 0,00 0,51 0,00

2 61,62 0,40 0,08 0,55 6,45 71,33 0,52 0,34 0,72

3 50,05 0,50 0,10 0,55 5,24 71,33 0,52 0,28 0,73

4 44,70 0,60 0,12 0,55 4,68 71,33 0,56 0,25 0,79

5 42,71 0,65 0,13 0,55 4,47 71,33 0,58 0,24 0,81

6 40,01 0,70 0,14 0,55 4,19 71,33 0,59 0,22 0,82

7 39,04 0,75 0,15 0,55 4,09 71,33 0,61 0,22 0,86

8 36,03 0,80 0,16 0,55 3,77 71,33 0,60 0,20 0,85

9 35,07 0,85 0,17 0,55 3,67 71,33 0,62 0,20 0,87

10 30,06 0,90 0,18 0,55 3,15 71,33 0,57 0,17 0,79

11 26,26 0,95 0,19 0,55 2,75 71,33 0,52 0,15 0,73

12 25,27 1,00 0,20 0,55 2,64 71,33 0,53 0,14 0,74

13 22,16 1,05 0,21 0,55 2,32 71,33 0,49 0,12 0,68

14 21,99 1,10 0,22 0,55 2,30 71,33 0,51 0,12 0,71

15 20,69 1,15 0,23 0,55 2,17 71,33 0,50 0,12 0,70

16 18,77 1,20 0,24 0,55 1,96 71,33 0,47 0,10 0,66

17 16,23 1,25 0,25 0,55 1,70 71,33 0,42 0,09 0,60

18 15,56 1,30 0,26 0,55 1,63 71,33 0,42 0,09 0,59

19 13,34 1,40 0,28 0,55 1,40 71,33 0,39 0,07 0,55

20 10,16 1,50 0,30 0,55 1,06 71,33 0,32 0,06 0,45

(Lanjutan)


27



rata 6 m/s.

No

n F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


21 9,01 1,70 0,34 0,55 0,94 71,33 0,32 0,05 0,45

22 8,60 1,75 0,35 0,55 0,90 71,33 0,32 0,05 0,44

23 7,69 1,80 0,36 0,55 0,80 71,33 0,29 0,04 0,41

24 6,22 1,85 0,37 0,55 0,65 71,33 0,24 0,03 0,34

25 5,98 1,90 0,38 0,55 0,63 71,33 0,24 0,03 0,33

26 5,31 1,95 0,39 0,55 0,56 71,33 0,22 0,03 0,30



6 m/s.

No n F T A ω Pin Pout

TSR Cp


1

1 109,90 0,00 0,00 0,55 11,50 71,33 0,00 0,61 0,00

2 71,69 0,50 0,10 0,55 7,50 71,33 0,75 0,40 1,05

3 61,61 0,55 0,11 0,55 6,45 71,33 0,71 0,34 0,99

4 58,83 0,60 0,12 0,55 6,16 71,33 0,74 0,33 1,04

5 55,59 0,65 0,13 0,55 5,82 71,33 0,76 0,31 1,06

6 52,98 0,70 0,14 0,55 5,55 71,33 0,78 0,30 1,09

7 50,56 0,80 0,16 0,55 5,29 71,33 0,85 0,28 1,19

8 43,02 0,85 0,17 0,55 4,50 71,33 0,77 0,24 1,07

9 42,02 0,90 0,18 0,55 4,40 71,33 0,79 0,23 1,11

10 42,14 1,05 0,21 0,55 4,41 71,33 0,93 0,24 1,30

11 39,39 1,10 0,22 0,55 4,12 71,33 0,91 0,22 1,27

12 34,40 1,15 0,23 0,55 3,60 71,33 0,83 0,19 1,16

13 32,25 1,20 0,24 0,55 3,38 71,33 0,81 0,18 1,14

14 30,20 1,25 0,25 0,55 3,16 71,33 0,79 0,17 1,11

15 29,23 1,30 0,26 0,55 3,06 71,33 0,80 0,16 1,12

16 28,82 1,35 0,27 0,55 3,02 71,33 0,81 0,16 1,14

17 26,47 1,40 0,28 0,55 2,77 71,33 0,78 0,15 1,09

(Lanjutan)


28



6 m/s.


TSR Cp


18 21,16 1,45 0,29 0,55 2,21 71,33 0,64 0,12 0,90

19 20,39 1,50 0,30 0,55 2,13 71,33 0,64 0,11 0,90

20 18,64 1,55 0,31 0,55 1,95 71,33 0,60 0,10 0,85

21 17,52 1,60 0,32 0,55 1,83 71,33 0,59 0,10 0,82

22 14,40 1,70 0,34 0,55 1,51 71,33 0,51 0,08 0,72

23 13,69 1,75 0,35 0,55 1,43 71,33 0,50 0,08 0,70

24 12,34 1,80 0,36 0,55 1,29 71,33 0,46 0,07 0,65

25 11,43 1,85 0,37 0,55 1,20 71,33 0,44 0,06 0,62

26 10,11 1,90 0,38 0,55 1,06 71,33 0,40 0,06 0,56

27 9,15 1,95 0,39 0,55 0,96 71,33 0,37 0,05 0,52

28 6,71 2,00 0,40 0,55 0,70 71,33 0,28 0,04 0,39

29 7,45 2,05 0,41 0,55 0,78 71,33 0,32 0,04 0,45

30 5,26 2,10 0,42 0,55 0,55 71,33 0,23 0,03 0,32

2

1 108,10 0,00 0,00 0,55 11,31 71,33 0,00 0,60 0,00

2 74,66 0,50 0,10 0,55 7,81 71,33 0,78 0,42 1,10

3 66,56 0,60 0,12 0,55 6,97 71,33 0,84 0,37 1,17

4 58,45 0,65 0,13 0,55 6,12 71,33 0,80 0,33 1,11

5 52,20 0,70 0,14 0,55 5,46 71,33 0,76 0,29 1,07

6 50,01 0,75 0,15 0,55 5,23 71,33 0,79 0,28 1,10

7 45,56 0,80 0,16 0,55 4,77 71,33 0,76 0,25 1,07

8 40,77 0,85 0,17 0,55 4,27 71,33 0,73 0,23 1,02

9 39,35 0,90 0,18 0,55 4,12 71,33 0,74 0,22 1,04

10 35,74 0,95 0,19 0,55 3,74 71,33 0,71 0,20 1,00

11 31,97 1,05 0,21 0,55 3,35 71,33 0,70 0,18 0,99

12 26,96 1,10 0,22 0,55 2,82 71,33 0,62 0,15 0,87

13 24,94 1,15 0,23 0,55 2,61 71,33 0,60 0,14 0,84

14 23,73 1,20 0,24 0,55 2,48 71,33 0,60 0,13 0,84

15 22,53 1,25 0,25 0,55 2,36 71,33 0,59 0,13 0,83

16 21,65 1,30 0,26 0,55 2,27 71,33 0,59 0,12 0,83

17 20,03 1,35 0,27 0,55 2,10 71,33 0,57 0,11 0,79

18 19,92 1,40 0,28 0,55 2,08 71,33 0,58 0,11 0,82

19 18,06 1,45 0,29 0,55 1,89 71,33 0,55 0,10 0,77

20 17,02 1,50 0,30 0,55 1,78 71,33 0,53 0,10 0,75

(Lanjutan)


29



6 m/s.


TSR Cp


21 16,16 1,55 0,31 0,55 1,69 71,33 0,52 0,09 0,74

22 14,42 1,60 0,32 0,55 1,51 71,33 0,48 0,08 0,68

23 12,51 1,65 0,33 0,55 1,31 71,33 0,43 0,07 0,61

24 11,12 1,70 0,34 0,55 1,16 71,33 0,40 0,06 0,55

25 8,24 1,80 0,36 0,55 0,86 71,33 0,31 0,05 0,44

26 7,02 1,85 0,37 0,55 0,73 71,33 0,27 0,04 0,38

27 6,87 1,90 0,38 0,55 0,72 71,33 0,27 0,04 0,38

28 5,44 2,00 0,40 0,55 0,57 71,33 0,23 0,03 0,32

3

1 114,06 0,00 0,00 0,55 11,94 71,33 0,00 0,64 0,00

2 83,20 0,50 0,10 0,55 8,71 71,33 0,87 0,46 1,22

3 68,88 0,60 0,12 0,55 7,21 71,33 0,87 0,38 1,21

4 60,71 0,70 0,14 0,55 6,35 71,33 0,89 0,34 1,25

5 52,65 0,75 0,15 0,55 5,51 71,33 0,83 0,29 1,16

6 47,20 0,80 0,16 0,55 4,94 71,33 0,79 0,26 1,11

7 42,31 0,85 0,17 0,55 4,43 71,33 0,75 0,24 1,06

8 41,45 0,90 0,18 0,55 4,34 71,33 0,78 0,23 1,09

9 35,60 0,95 0,19 0,55 3,73 71,33 0,71 0,20 0,99

10 32,86 1,00 0,20 0,55 3,44 71,33 0,69 0,18 0,96

11 31,02 1,05 0,21 0,55 3,25 71,33 0,68 0,17 0,96

12 26,37 1,20 0,24 0,55 2,76 71,33 0,66 0,15 0,93

13 22,25 1,25 0,25 0,55 2,33 71,33 0,58 0,12 0,82

14 20,42 1,30 0,26 0,55 2,14 71,33 0,56 0,11 0,78

15 19,11 1,35 0,27 0,55 2,00 71,33 0,54 0,11 0,76

16 17,85 1,40 0,28 0,55 1,87 71,33 0,52 0,10 0,73

17 16,56 1,50 0,30 0,55 1,73 71,33 0,52 0,09 0,73

18 15,19 1,55 0,31 0,55 1,59 71,33 0,49 0,08 0,69

19 13,36 1,60 0,32 0,55 1,40 71,33 0,45 0,07 0,63

20 12,09 1,70 0,34 0,55 1,27 71,33 0,43 0,07 0,60

21 11,98 1,75 0,35 0,55 1,25 71,33 0,44 0,07 0,62

22 10,77 1,80 0,36 0,55 1,13 71,33 0,41 0,06 0,57

23 9,27 1,85 0,37 0,55 0,97 71,33 0,36 0,05 0,50

24 8,77 1,90 0,38 0,55 0,92 71,33 0,35 0,05 0,49

25 7,49 1,95 0,39 0,55 0,78 71,33 0,31 0,04 0,43

(Lanjutan)


30



6 m/s.


TSR Cp


26 6,87 2,05 0,41 0,55 0,72 71,33 0,29 0,04 0,41

27 5,21 2,15 0,43 0,55 0,55 71,33 0,23 0,03 0,33



6 m/s.

No

n F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


1

1 105,60 0,00 0,00 0,55 11,05 71,33 0,00 0,59 0,00

2 78,58 0,50 0,10 0,55 8,22 71,33 0,82 0,44 1,15

3 71,19 0,55 0,11 0,55 7,45 71,33 0,82 0,40 1,15

4 68,87 0,65 0,13 0,55 7,21 71,33 0,94 0,38 1,31

5 58,83 0,70 0,14 0,55 6,16 71,33 0,86 0,33 1,21

6 53,06 0,75 0,15 0,55 5,55 71,33 0,83 0,30 1,17

7 51,55 0,80 0,16 0,55 5,40 71,33 0,86 0,29 1,21

8 46,11 0,85 0,17 0,55 4,83 71,33 0,82 0,26 1,15

9 40,08 0,90 0,18 0,55 4,20 71,33 0,76 0,22 1,06

10 33,73 1,00 0,20 0,55 3,53 71,33 0,71 0,19 0,99

11 31,75 1,05 0,21 0,55 3,32 71,33 0,70 0,18 0,98

12 29,16 1,10 0,22 0,55 3,05 71,33 0,67 0,16 0,94

13 25,87 1,15 0,23 0,55 2,71 71,33 0,62 0,14 0,87

14 21,29 1,20 0,24 0,55 2,23 71,33 0,53 0,12 0,75

15 20,42 1,25 0,25 0,55 2,14 71,33 0,53 0,11 0,75

16 17,37 1,35 0,27 0,55 1,82 71,33 0,49 0,10 0,69

17 16,48 1,40 0,28 0,55 1,72 71,33 0,48 0,09 0,68

18 15,97 1,45 0,29 0,55 1,67 71,33 0,48 0,09 0,68

(Lanjutan)


31



6 m/s.

No

n F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


19 14,24 1,50 0,30 0,55 1,49 71,33 0,45 0,08 0,63

20 13,51 1,55 0,31 0,55 1,41 71,33 0,44 0,08 0,61

21 12,06 1,60 0,32 0,55 1,26 71,33 0,40 0,07 0,57

22 11,49 1,65 0,33 0,55 1,20 71,33 0,40 0,06 0,56

23 11,10 1,70 0,34 0,55 1,16 71,33 0,40 0,06 0,55

24 9,36 1,75 0,35 0,55 0,98 71,33 0,34 0,05 0,48

25 8,73 1,80 0,36 0,55 0,91 71,33 0,33 0,05 0,46

26 8,54 1,85 0,37 0,55 0,89 71,33 0,33 0,05 0,46

27 8,03 1,90 0,38 0,55 0,84 71,33 0,32 0,04 0,45

28 6,69 1,95 0,39 0,55 0,70 71,33 0,27 0,04 0,38

29 4,72 2,00 0,40 0,55 0,49 71,33 0,20 0,03 0,28

2

1 102,70 0,00 0,00 0,55 10,75 71,33 0,00 0,57 0,00

2 80,64 0,50 0,10 0,55 8,44 71,33 0,84 0,45 1,18

3 72,27 0,55 0,11 0,55 7,56 71,33 0,83 0,40 1,17

4 62,74 0,60 0,12 0,55 6,57 71,33 0,79 0,35 1,10

5 53,37 0,65 0,13 0,55 5,59 71,33 0,73 0,30 1,02

6 46,07 0,75 0,15 0,55 4,82 71,33 0,72 0,26 1,01

7 42,37 0,80 0,16 0,55 4,43 71,33 0,71 0,24 0,99

8 34,37 0,85 0,17 0,55 3,60 71,33 0,61 0,19 0,86

9 30,73 0,90 0,18 0,55 3,22 71,33 0,58 0,17 0,81

10 28,51 1,00 0,20 0,55 2,98 71,33 0,60 0,16 0,84

11 27,84 1,10 0,22 0,55 2,91 71,33 0,64 0,16 0,90

12 25,76 1,15 0,23 0,55 2,70 71,33 0,62 0,14 0,87

13 20,86 1,20 0,24 0,55 2,18 71,33 0,52 0,12 0,73

14 20,24 1,25 0,25 0,55 2,12 71,33 0,53 0,11 0,74

(Lanjutan)


32



6 m/s.

No

n F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


15 18,80 1,30 0,26 0,55 1,97 71,33 0,51 0,10 0,72

16 17,59 1,35 0,27 0,55 1,84 71,33 0,50 0,10 0,70

17 15,70 1,40 0,28 0,55 1,64 71,33 0,46 0,09 0,65

18 14,78 1,45 0,29 0,55 1,55 71,33 0,45 0,08 0,63

19 13,05 1,50 0,30 0,55 1,37 71,33 0,41 0,07 0,57

20 12,89 1,55 0,31 0,55 1,35 71,33 0,42 0,07 0,59

21 12,72 1,60 0,32 0,55 1,33 71,33 0,43 0,07 0,60

22 10,54 1,65 0,33 0,55 1,10 71,33 0,36 0,06 0,51

23 9,40 1,70 0,34 0,55 0,98 71,33 0,33 0,05 0,47

24 9,13 1,75 0,35 0,55 0,96 71,33 0,33 0,05 0,47

25 7,58 1,80 0,36 0,55 0,79 71,33 0,29 0,04 0,40

26 7,38 1,85 0,37 0,55 0,77 71,33 0,29 0,04 0,40

27 7,15 1,90 0,38 0,55 0,75 71,33 0,28 0,04 0,40

28 6,37 1,95 0,39 0,55 0,67 71,33 0,26 0,04 0,36

29 5,02 2,00 0,40 0,55 0,53 71,33 0,21 0,03 0,29

3

1 106,40 0,00 0,00 0,55 11,14 71,33 0,00 0,59 0,00

2 73,42 0,50 0,10 0,55 7,68 71,33 0,77 0,41 1,08

3 72,45 0,55 0,11 0,55 7,58 71,33 0,83 0,40 1,17

4 69,52 0,60 0,12 0,55 7,28 71,33 0,87 0,39 1,22

5 66,77 0,65 0,13 0,55 6,99 71,33 0,91 0,37 1,27

6 63,50 0,70 0,14 0,55 6,65 71,33 0,93 0,35 1,30

7 54,68 0,80 0,16 0,55 5,72 71,33 0,92 0,31 1,28

8 48,03 0,85 0,17 0,55 5,03 71,33 0,85 0,27 1,20

9 42,53 0,90 0,18 0,55 4,45 71,33 0,80 0,24 1,12

10 38,97 0,95 0,19 0,55 4,08 71,33 0,77 0,22 1,09

(Lanjutan)


33



6 m/s.

No

n F T A ω Pin Pout

TSR

Cp


11 32,03 1,00 0,20 0,55 3,35 71,33 0,67 0,18 0,94

12 29,58 1,05 0,21 0,55 3,10 71,33 0,65 0,17 0,91

13 27,59 1,10 0,22 0,55 2,89 71,33 0,64 0,15 0,89

14 24,48 1,15 0,23 0,55 2,56 71,33 0,59 0,14 0,83

15 22,01 1,20 0,24 0,55 2,30 71,33 0,55 0,12 0,78

16 21,31 1,25 0,25 0,55 2,23 71,33 0,56 0,12 0,78

17 17,96 1,30 0,26 0,55 1,88 71,33 0,49 0,10 0,69

18 17,37 1,35 0,27 0,55 1,82 71,33 0,49 0,10 0,69

19 15,90 1,40 0,28 0,55 1,66 71,33 0,47 0,09 0,65

20 15,35 1,50 0,30 0,55 1,61 71,33 0,48 0,09 0,68

21 14,83 1,55 0,31 0,55 1,55 71,33 0,48 0,08 0,67

22 12,88 1,60 0,32 0,55 1,35 71,33 0,43 0,07 0,60

23 11,61 1,70 0,34 0,55 1,22 71,33 0,41 0,06 0,58

24 10,22 1,75 0,35 0,55 1,07 71,33 0,37 0,06 0,52

25 9,71 1,80 0,36 0,55 1,02 71,33 0,37 0,05 0,51

26 9,24 1,85 0,37 0,55 0,97 71,33 0,36 0,05 0,50

27 7,92 1,90 0,38 0,55 0,83 71,33 0,32 0,04 0,44

28 6,55 1,95 0,39 0,55 0,69 71,33 0,27 0,04 0,37

29 4,95 2,00 0,40 0,55 0,52 71,33 0,21 0,03 0,29

Tabel 4.6 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat

pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-rata 6

m/s.


TSR Cp


1 1 110,50 0,00 0,00 0,55 11,57 71,33 0,00 0,62 0,00

(Lanjutan)


34



m/s.


TSR Cp


2 79,96 0,50 0,10 0,55 8,37 71,33 0,84 0,45 1,17

3 71,97 0,55 0,11 0,55 7,53 71,33 0,83 0,40 1,16

4 69,64 0,60 0,12 0,55 7,29 71,33 0,87 0,39 1,23

5 67,51 0,65 0,13 0,55 7,07 71,33 0,92 0,38 1,29

6 64,13 0,70 0,14 0,55 6,71 71,33 0,94 0,36 1,32

7 58,61 0,75 0,15 0,55 6,13 71,33 0,92 0,33 1,29

8 55,55 0,85 0,17 0,55 5,81 71,33 0,99 0,31 1,39

9 47,77 0,95 0,19 0,55 5,00 71,33 0,95 0,27 1,33

10 38,14 1,00 0,20 0,55 3,99 71,33 0,80 0,21 1,12

11 30,75 1,05 0,21 0,55 3,22 71,33 0,68 0,17 0,95

12 24,46 1,10 0,22 0,55 2,56 71,33 0,56 0,14 0,79

13 22,45 1,15 0,23 0,55 2,35 71,33 0,54 0,13 0,76

14 19,93 1,20 0,24 0,55 2,09 71,33 0,50 0,11 0,70

15 19,71 1,30 0,26 0,55 2,06 71,33 0,54 0,11 0,75

16 15,58 1,35 0,27 0,55 1,63 71,33 0,44 0,09 0,62

17 15,46 1,40 0,28 0,55 1,62 71,33 0,45 0,09 0,64

18 14,09 1,45 0,29 0,55 1,47 71,33 0,43 0,08 0,60

19 12,31 1,50 0,30 0,55 1,29 71,33 0,39 0,07 0,54

20 11,94 1,55 0,31 0,55 1,25 71,33 0,39 0,07 0,54

21 10,34 1,60 0,32 0,55 1,08 71,33 0,35 0,06 0,49

22 9,58 1,65 0,33 0,55 1,00 71,33 0,33 0,05 0,46

23 7,65 1,70 0,34 0,55 0,80 71,33 0,27 0,04 0,38

24 6,15 1,75 0,35 0,55 0,64 71,33 0,23 0,03 0,32

25 5,68 1,80 0,36 0,55 0,59 71,33 0,21 0,03 0,30

2

1 101,50 0,00 0,00 0,55 10,62 71,33 0,00 0,57 0,00

2 80,36 0,50 0,10 0,55 8,41 71,33 0,84 0,45 1,18

3 66,58 0,55 0,11 0,55 6,97 71,33 0,77 0,37 1,07

4 56,98 0,70 0,14 0,55 5,96 71,33 0,83 0,32 1,17

5 51,36 0,80 0,16 0,55 5,38 71,33 0,86 0,29 1,21

6 47,97 0,85 0,17 0,55 5,02 71,33 0,85 0,27 1,20

7 41,41 0,90 0,18 0,55 4,33 71,33 0,78 0,23 1,09

8 37,32 0,95 0,19 0,55 3,91 71,33 0,74 0,21 1,04

9 30,96 1,00 0,20 0,55 3,24 71,33 0,65 0,17 0,91

(Lanjutan)


35



m/s.


TSR Cp


10 28,97 1,05 0,21 0,55 3,03 71,33 0,64 0,16 0,89

11 25,63 1,10 0,22 0,55 2,68 71,33 0,59 0,14 0,83

12 26,27 1,20 0,24 0,55 2,75 71,33 0,66 0,15 0,93

13 23,45 1,25 0,25 0,55 2,45 71,33 0,61 0,13 0,86

14 23,31 1,30 0,26 0,55 2,44 71,33 0,63 0,13 0,89

15 19,50 1,35 0,27 0,55 2,04 71,33 0,55 0,11 0,77

16 16,88 1,40 0,28 0,55 1,77 71,33 0,49 0,09 0,69

17 18,03 1,45 0,29 0,55 1,89 71,33 0,55 0,10 0,77

18 17,05 1,50 0,30 0,55 1,78 71,33 0,54 0,10 0,75

19 16,94 1,55 0,31 0,55 1,77 71,33 0,55 0,09 0,77

20 15,49 1,60 0,32 0,55 1,62 71,33 0,52 0,09 0,73

21 12,64 1,65 0,33 0,55 1,32 71,33 0,44 0,07 0,61

22 12,55 1,70 0,34 0,55 1,31 71,33 0,45 0,07 0,63

23 11,57 1,75 0,35 0,55 1,21 71,33 0,42 0,06 0,59

24 11,09 1,80 0,36 0,55 1,16 71,33 0,42 0,06 0,59

25 10,08 1,85 0,37 0,55 1,06 71,33 0,39 0,06 0,55

26 9,78 1,90 0,38 0,55 1,02 71,33 0,39 0,05 0,55

27 8,04 2,00 0,40 0,55 0,84 71,33 0,34 0,04 0,47

28 6,05 2,25 0,45 0,55 0,63 71,33 0,28 0,03 0,40

29 5,44 2,10 0,42 0,55 0,57 71,33 0,24 0,03 0,34

3

1 109,30 0,00 0,00 0,55 11,44 71,33 0,00 0,61 0,00

2 82,05 0,50 0,10 0,55 8,59 71,33 0,86 0,46 1,20

3 71,75 0,60 0,12 0,55 7,51 71,33 0,90 0,40 1,26

4 70,60 0,65 0,13 0,55 7,39 71,33 0,96 0,39 1,35

5 70,16 0,70 0,14 0,55 7,34 71,33 1,03 0,39 1,44

6 67,65 0,80 0,16 0,55 7,08 71,33 1,13 0,38 1,59

7 64,50 0,85 0,17 0,55 6,75 71,33 1,15 0,36 1,61

8 63,30 0,90 0,18 0,55 6,63 71,33 1,19 0,35 1,67

9 53,48 1,00 0,20 0,55 5,60 71,33 1,12 0,30 1,57

10 51,76 1,10 0,22 0,55 5,42 71,33 1,19 0,29 1,67

11 46,63 1,20 0,24 0,55 4,88 71,33 1,17 0,26 1,64

12 32,88 1,30 0,26 0,55 3,44 71,33 0,89 0,18 1,25

13 23,22 1,40 0,28 0,55 2,43 71,33 0,68 0,13 0,95

(Lanjutan)


36



m/s.


TSR Cp


14 23,15 1,45 0,29 0,55 2,42 71,33 0,70 0,13 0,99

15 25,16 1,50 0,30 0,55 2,63 71,33 0,79 0,14 1,11

16 21,54 1,60 0,32 0,55 2,25 71,33 0,72 0,12 1,01

17 21,77 1,65 0,33 0,55 2,28 71,33 0,75 0,12 1,05

18 18,12 1,75 0,35 0,55 1,90 71,33 0,66 0,10 0,93

19 17,95 1,80 0,36 0,55 1,88 71,33 0,68 0,10 0,95

20 15,50 1,90 0,38 0,55 1,62 71,33 0,62 0,09 0,86

21 14,51 1,95 0,39 0,55 1,52 71,33 0,59 0,08 0,83

22 13,97 2,00 0,40 0,55 1,46 71,33 0,58 0,08 0,82

23 13,28 2,05 0,41 0,55 1,39 71,33 0,57 0,07 0,80

24 12,93 2,10 0,42 0,55 1,35 71,33 0,57 0,07 0,80

25 10,65 2,15 0,43 0,55 1,11 71,33 0,48 0,06 0,67

26 10,06 2,20 0,44 0,55 1,05 71,33 0,46 0,06 0,65

27 9,55 2,25 0,45 0,55 1,00 71,33 0,45 0,05 0,63

28 8,60 2,30 0,46 0,55 0,90 71,33 0,41 0,05 0,58

29 6,08 2,35 0,47 0,55 0,64 71,33 0,30 0,03 0,42

30 5,56 2,40 0,48 0,55 0,58 71,33 0,28 0,03 0,39



m/s.


TSR Cp


1

1 108,20 0,00 0,00 0,55 11,32 71,33 0,00 0,60 0,00

2 77,15 0,50 0,10 0,55 8,08 71,33 0,81 0,43 1,13

3 75,05 0,55 0,11 0,55 7,86 71,33 0,86 0,42 1,21

4 73,01 0,60 0,12 0,55 7,64 71,33 0,92 0,41 1,29

5 61,79 0,65 0,13 0,55 6,47 71,33 0,84 0,34 1,18

6 60,26 0,70 0,14 0,55 6,31 71,33 0,88 0,34 1,24

7 53,66 0,75 0,15 0,55 5,62 71,33 0,84 0,30 1,18

8 51,69 0,80 0,16 0,55 5,41 71,33 0,87 0,29 1,21

(Lanjutan)


37



m/s.


TSR Cp


9 35,54 0,90 0,18 0,55 3,72 71,33 0,67 0,20 0,94

10 32,80 0,95 0,19 0,55 3,43 71,33 0,65 0,18 0,91

11 30,94 1,00 0,20 0,55 3,24 71,33 0,65 0,17 0,91

12 30,20 1,05 0,21 0,55 3,16 71,33 0,66 0,17 0,93

13 25,18 1,10 0,22 0,55 2,64 71,33 0,58 0,14 0,81

14 21,99 1,15 0,23 0,55 2,30 71,33 0,53 0,12 0,74

15 21,55 1,25 0,25 0,55 2,26 71,33 0,56 0,12 0,79

16 21,25 1,30 0,26 0,55 2,22 71,33 0,58 0,12 0,81

17 20,56 1,35 0,27 0,55 2,15 71,33 0,58 0,11 0,81

18 16,78 1,40 0,28 0,55 1,76 71,33 0,49 0,09 0,69

19 14,50 1,45 0,29 0,55 1,52 71,33 0,44 0,08 0,62

20 14,14 1,50 0,30 0,55 1,48 71,33 0,44 0,08 0,62

21 12,79 1,55 0,31 0,55 1,34 71,33 0,41 0,07 0,58

22 12,19 1,60 0,32 0,55 1,28 71,33 0,41 0,07 0,57

23 12,02 1,65 0,33 0,55 1,26 71,33 0,42 0,07 0,58

24 8,70 1,70 0,34 0,55 0,91 71,33 0,31 0,05 0,43

25 7,24 1,75 0,35 0,55 0,76 71,33 0,27 0,04 0,37

26 6,46 1,80 0,36 0,55 0,68 71,33 0,24 0,04 0,34

27 6,10 1,85 0,37 0,55 0,64 71,33 0,24 0,03 0,33

28 4,82 1,90 0,38 0,55 0,50 71,33 0,19 0,03 0,27

2

1 114,60 0,00 0,00 0,55 11,99 71,33 0,00 0,64 0,00

2 80,65 0,55 0,11 0,55 8,44 71,33 0,93 0,45 1,30

3 67,62 0,60 0,12 0,55 7,08 71,33 0,85 0,38 1,19

4 61,61 0,65 0,13 0,55 6,45 71,33 0,84 0,34 1,18

5 55,75 0,70 0,14 0,55 5,84 71,33 0,82 0,31 1,15

6 45,68 0,75 0,15 0,55 4,78 71,33 0,72 0,25 1,01

7 35,24 0,80 0,16 0,55 3,69 71,33 0,59 0,20 0,83

8 33,32 0,85 0,17 0,55 3,49 71,33 0,59 0,19 0,83

9 30,78 0,90 0,18 0,55 3,22 71,33 0,58 0,17 0,81

10 27,74 0,95 0,19 0,55 2,90 71,33 0,55 0,15 0,77

11 25,84 1,00 0,20 0,55 2,70 71,33 0,54 0,14 0,76

(Lanjutan)


38



m/s.


TSR Cp


12 24,17 1,05 0,21 0,55 2,53 71,33 0,53 0,13 0,74

13 21,35 1,15 0,23 0,55 2,23 71,33 0,51 0,12 0,72

14 20,35 1,20 0,24 0,55 2,13 71,33 0,51 0,11 0,72

15 18,08 1,25 0,25 0,55 1,89 71,33 0,47 0,10 0,66

16 15,03 1,30 0,26 0,55 1,57 71,33 0,41 0,08 0,57

17 14,14 1,35 0,27 0,55 1,48 71,33 0,40 0,08 0,56

18 12,45 1,40 0,28 0,55 1,30 71,33 0,36 0,07 0,51

19 9,12 1,45 0,29 0,55 0,95 71,33 0,28 0,05 0,39

20 9,05 1,50 0,30 0,55 0,95 71,33 0,28 0,05 0,40

21 8,98 1,55 0,31 0,55 0,94 71,33 0,29 0,05 0,41

22 8,61 1,60 0,32 0,55 0,90 71,33 0,29 0,05 0,40

23 7,57 1,65 0,33 0,55 0,79 71,33 0,26 0,04 0,37

24 6,66 1,75 0,35 0,55 0,70 71,33 0,24 0,04 0,34

25 6,44 1,80 0,36 0,55 0,67 71,33 0,24 0,04 0,34

26 5,77 1,85 0,37 0,55 0,60 71,33 0,22 0,03 0,31

27 4,89 1,90 0,38 0,55 0,51 71,33 0,19 0,03 0,27

28 4,44 1,95 0,39 0,55 0,46 71,33 0,18 0,02 0,25

3

1 108,80 0,00 0,00 0,55 11,39 71,33 0,00 0,61 0,00

2 84,16 0,50 0,10 0,55 8,81 71,33 0,88 0,47 1,23

3 75,74 0,55 0,11 0,55 7,93 71,33 0,87 0,42 1,22

4 70,32 0,60 0,12 0,55 7,36 71,33 0,88 0,39 1,24

5 66,72 0,65 0,13 0,55 6,98 71,33 0,91 0,37 1,27

6 62,24 0,70 0,14 0,55 6,51 71,33 0,91 0,35 1,28

7 54,14 0,75 0,15 0,55 5,67 71,33 0,85 0,30 1,19

8 49,58 0,85 0,17 0,55 5,19 71,33 0,88 0,28 1,24

9 40,01 0,90 0,18 0,55 4,19 71,33 0,75 0,22 1,06

10 31,75 0,95 0,19 0,55 3,32 71,33 0,63 0,18 0,89

11 30,68 1,00 0,20 0,55 3,21 71,33 0,64 0,17 0,90

12 29,05 1,05 0,21 0,55 3,04 71,33 0,64 0,16 0,90

13 24,79 1,10 0,22 0,55 2,59 71,33 0,57 0,14 0,80

14 23,16 1,20 0,24 0,55 2,42 71,33 0,58 0,13 0,82

(Lanjutan)


39



m/s.


TSR Cp


15 21,28 1,25 0,25 0,55 2,23 71,33 0,56 0,12 0,78

16 19,56 1,30 0,26 0,55 2,05 71,33 0,53 0,11 0,75

17 17,06 1,35 0,27 0,55 1,79 71,33 0,48 0,10 0,68

18 17,31 1,40 0,28 0,55 1,81 71,33 0,51 0,10 0,71

19 16,67 1,45 0,29 0,55 1,74 71,33 0,51 0,09 0,71

20 16,11 1,50 0,30 0,55 1,69 71,33 0,51 0,09 0,71

21 14,74 1,55 0,31 0,55 1,54 71,33 0,48 0,08 0,67

22 13,79 1,60 0,32 0,55 1,44 71,33 0,46 0,08 0,65

23 10,16 1,70 0,34 0,55 1,06 71,33 0,36 0,06 0,51

24 10,01 1,75 0,35 0,55 1,05 71,33 0,37 0,06 0,51

25 8,89 1,80 0,36 0,55 0,93 71,33 0,33 0,05 0,47

26 6,51 1,85 0,37 0,55 0,68 71,33 0,25 0,04 0,35

27 5,79 1,90 0,38 0,55 0,61 71,33 0,23 0,03 0,32

28 4,53 1,95 0,39 0,55 0,47 71,33 0,18 0,03 0,26

4.2 Hasil Penelitian dan Perhitungan

Contoh perhitungan untuk kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat

dengan variasi penambahan pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut

40°, 45°, 50°, dan tanpa pelat pengarah angin. Contoh perhitungan pada jumlah 9

pelat pengarah bersudut 45° percobaan ke-3 pada Cp tertinggi yang dilakukan:

4.2.1 Perhitungan Daya Angin (Pin)

Besar daya yang tersedia pada angin pada kincir angin dengan luasan frontal

(A=d.h), kecepatan angin 6 m/s, dengan massa jenis udara 1,18 kg/m3 dengan

suhu ruangan 28°C maka daya angin dapat dicari dengan menggunakan

Persamaan 4 yaitu:

Pin =1/2ρAv3

=1/2 . 1,18 kg/m3 . 0,5504m² . (6m/s)

3

=70,14 watt

(Lanjutan)


40

jadi daya yang tersedia pada angin adalah 70,14 watt.

4.2.2 Perhitungan Daya Kincir Angin (Pout)

Untuk mendapatkan daya yang dihasilkan kincir, dapat menggunakan

Persamaan 6, namun untuk mendapatkan daya kincir sebelumnya harus

mengetahui kecepatan sudut dan torsi kincir, maka untuk itu perlu dicari terlebih

dahulu dengan menggunakan Persamaan 5 dan 6 yaitu:

ω =

= 63,30 rpm

= 6,63 rad/sec

maka kecepatan sudut yang didapatkan adalah 6,63 rad/sec

Untuk mencari besar torsi yang terjadi pada kincir, maka dapat

menggunakan Persamaan 5. Sehingga torsi yang didapat adalah:

T = F.I

= 0,90 N . 0,2 m

= 0,18 Nm

jadi torsi yang didapat adalah 0,18 Nm

Dengan kecepatan sudut 6,63 rad/sec dan torsi 0,18 Nm, maka daya yang

dihasilkan oleh kincir adalah:

Pout = T ω

= 0,18 Nm . 6,63 rad/sec

= 1,19 watt

sehingga daya yang dihasilkan kincir adalah 1,19 watt

4.2.3 Perhitungan tip speed ratio (TSR)

Dengan mengetahui kecepatan putar kincir 63,30 rpm dan kecepatan angin 6

m/s dan jari-jari kincir angin 0,32m, maka tsr dapat dicari dengan menggunakan

Persamaan 8 yaitu:

tsr =


41

=

= 0,35

jadi tsr yang didapat adalah 0,35

4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya (Cp)

Cp =

=

= 1,67

maka Cp yang dihasilkan adalah 1,67 %

4.3 Grafik Hasil Perhitungan

Dari data yang diperoleh, kemudian diolah kedalam bentuk grafik untuk

mengetahui hubungan antara torsi (N.m) dengan kecepatan putar kincir (rpm) dan

koefisien daya kincir (%) dengan tip speed ratio (TSR). Grafik yang disajikan

untuk setiap percobaan variasi dengan percobaan terbaik dapat dilihat pada grafik

berikut ini:

1. Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putar kincir

Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan pada Tabel 4.1, 4.2, 4.3, 4.4,

4.5, 4.6, dan 4.7 maka dapat dibuat grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan

putar kincir yang disajikan pada Gambar 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, dan 4.7.

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah 12

pelat pengarah bersudut 40°.

0

20

40

60

80

100

120

0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0

Puta

ran p

oro

s, n

(rp

m)

Torsi, T (N.m)


42





0

20

40

60

80

100

0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0 0 , 4 5

Puta

ran p

oro

s, n

(rp

m)

Torsi, T (N.m)

0

20

40

60

80

100

120

0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0 0 , 4 5

Puta

ran p

oro

s, n

(rp

m)

Torsi, T (N.m)


43





0

20

40

60

80

100

120

0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0 0 , 4 5

Puta

ran p

oro

s, n

(rp

m)

Torsi, T (N.m)

0

20

40

60

80

100

120

0 , 0 0 0 , 1 0 0 , 2 0 0 , 3 0 0 , 4 0 0 , 5 0 0 , 6 0

Puta

ran p

oro

s, n

(rp

m)

Torsi, T (N.m)


44



Gambar 4.7 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi tanpa variasi

pengarah angin.

2. Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio

Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan pada Tabel 4.1, 4.2, 4.3, 4.4,

4.5, 4.6, dan 4.7 maka dapat dibuat grafik hubungan antara koefisien daya dengan

0

20

40

60

80

100

120

140

0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0 0 , 4 5

Puta

ran p

oro

s, n

(rp

m)

Torsi, T (N.m)

0

20

40

60

80

100

120

140

0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5

Puta

ran p

oro

s, n

(rp

m)

Torsi, T (N.m)


45

Tip Speed Ratio yang disajikan pada Gambar 4.8, 4.9, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, dan

4.14.

Gambar 4.8 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada

jumlah 12 pelat pengarah bersudut 40°.



0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7

Koef

isie

n d

aya,

cp

Tip speed ratio, TSR

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6

Koef

isie

n d

aya,

cp



46





0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7

Koef

isie

n d

aya,

cp


0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7

Koef

isie

n d

aya,

cp



47





0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7

Koef

isie

n d

aya,

cp


0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7

Koef

isie

n d

aya,

cp



48

Gambar 4.14 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio tanpa

variasi pengarah angin.

4.4 Grafik Perbandingan

Setelah mendapatkan grafik dari setiap variasi selanjutnya akan dilakukan

perbandingan dari setiap variasi kincir angin Savonius dengan variasi 12 dan 9

pelat pengarah angin bersdut 40, 45, 50, dan tanpa pelat pengarah.

1. Grafik hubungan antara kecepatan poros (n) dengan torsi (T)

Gambar 4.15 Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) untuk variasi

yang digunakan.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7 0 , 8

Koef

isie

n d

aya,

cp


0

20

40

60

80

100

120

140

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Pu

tara

n p

oro

s, n

(rp

m)

Torsi, T (N.m)

Tanpa pelat

9 pelat pengarahbersudut 50°






49

2. Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dengan Tip speed rasio (TSR)

Gambar 4.16 Grafik hubungan antara koefisien daya ) dengan tip speed rasio

(TSR) untuk variasi yang digunakan.

4.5 Pembahasan

Dari hasil penelitian kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan

variasi pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40°, 45°, 50°, dan tanpa

pelat pengarah, dapat dicari unjuk kerja kincir angin terbaik dapat dilihat pada

Grafik perbandingan setiap variasi. Dari hasil penelitian tampak Gambar unjuk

kerja kincir angin terbaik pada variasi pelat pengarah angin berjumlah 9 dengan

sudut 45° yang menghasilkan koefisien daya puncak sebesar 1,67% terjadi pada

tip speed ratio 0,35 dan kincir angin tanpa pelat pengarah memiliki unjuk kerja

yang paling rendah dengan nilai koefisien daya puncak sebesar 1,29% terjadi pada

tip speed ratio 0,41. Sedangkan untuk variasi 9 pelat pengarah angin bersudut 40°

menghasilkan koefisien daya puncak sebesar 1,31% terjadi pada tip speed ratio

0,38 dan untuk sudut 50° menghasilkan koefisien daya puncak sebesar 1,30%

terjadi pada tip speed ratio 0,45. Untuk variasi kincir angin dengan 12 pelat

pengarah dengan sudut 40° menghasilkan koefisien daya puncak sebesar 1,31%

terjadi pada tip speed ratio 0,42, untuk sudut 45° menghasilkan koefisien daya

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 0,2 0,4 0,6 0,8

KO

EFIS

IEN

DA

YA, C

P

TIP SPEED RATIO, TSR

tanpa pelatpengarah




12 pelat pengarahangin bersudut 50°




50

puncak sebesar 1,32% terjadi pada tip speed ratio 0,24 dan untuk sudut 50°

menghasilkan koefien daya puncak sebesar 1,30% padat tip speed ratio 0,24.

Dari hasil unjuk kerja yang telah didapatkan, kincir angin Savonius dengan

variasi pelat pengarah angin menunjukkan hasil yang lebih baik dari pada kincir

angin tanpa pelat pengarah karena dengan menggunakan pelat pengarah mampu

mengarahkan lebih banyak angin menuju sudu sehingga kincir angin lebih kuat

terhadap beban yang diberikan tetapi untuk kecepatan putar kincir, kincir angin

tanpa pelat pengarah memiliki kecepatan putar yang lebih tinggi karena

penggunaan pelat pengarah mampu menghambat kecepatan angin yang di tangkap

oleh sudu kincir angin.


51

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terhadap variasi pelat pengarah

angin berjumlah 12 dan 9 dengan sudut 40°, 45°, 50°, dan tanpa pelat pengarah,

maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Koefisien daya puncak pada variasi pelat pengarah angin berjumlah 12

bersudut 40°, 45°, dan 50° yaitu: sudut 40° menghasilkan 1,31% pada tsr

0,42, sudut 45° menghasilkan 1,32% pada tsr 0,24, dan sudut 50°

menghasilkan 1,30% pada tsr 0,24.

2. Koefisien daya puncak pada variasi pelat pengarah angin berjumlah 9

bersudut 40°, 45°, dan 50° yaitu: sudut 40° menghasilkan 1,31% pada tsr

0,38, sudut 45° menghasilkan 1,67% pada tsr 0,35, dan sudut 50°

menghasilkan 1,30% pada tsr 0,45,

3. Koefisien daya puncak pada kincir tanpa pelat pengarah menghasilkan

1,29% pada tsr 0,41.

4. Dari model-model kincir angin yang diuji, variasi 9 pelat pengarah bersudut

45° menghasilkan koefisien daya puncak yang tertinggi sebesar 1,67% pada

tsr 0,35.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, ditemukan beberapa

hambatan. Untuk penelitian selanjutnya penulis menganjurkan beberapa perbaikan

diantaranya :

1. Perlu menggunakan blower yang dapat menghasilkan kecepatan angin yang

konstan agar kecepatan angin tidak berubah-ubah dan mempengaruhi daya

yang di tangkap oleh kincir angin.

2. Pengambilan data rpm harap dilakukan pada waktu yang tepat yaitu saat

kincir berputar konstan.


DAFTAR PUSTAKA

Pramulat Sito, Endro. 2011. Unjuk kerja model kincir angin Savonius dua tingkat

dengan sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir. Tugas akhir,

Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Prasetyo, Suryo.2012. Unjuk kerja kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat

dengan sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir. Tugas akhir,

Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Rines. 2015. Rekayasa Tenaga Angin. Bahan Ajar, Teknik Mesin. Universitas

Sanata Dharma.

Riya, Natalis.2012. Unjuk kerja model kincir angin Savonius tiga sudu dengan

sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir. Tugas akhir, Teknik

Mesin, UniversitasSanata Dharma, Yogyakarta.


56


UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA SUDU DUA … · 2019. 11. 27. · dihasilkan terowongan angin...

Documents

Transcript of UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA SUDU DUA … · 2019. 11. 27. · dihasilkan terowongan angin...